JP2005110995A - Blood sugar level measuring device - Google Patents

Blood sugar level measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2005110995A
JP2005110995A JP2003349792A JP2003349792A JP2005110995A JP 2005110995 A JP2005110995 A JP 2005110995A JP 2003349792 A JP2003349792 A JP 2003349792A JP 2003349792 A JP2003349792 A JP 2003349792A JP 2005110995 A JP2005110995 A JP 2005110995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood glucose
glucose level
blood
unit
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003349792A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3623498B6 (en
JP3623498B1 (en
Inventor
Ok-Kyung Cho
チョウ,オク−キョング
Yoon-Ok Kim
キム,ヨン−オク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2003349792A priority Critical patent/JP3623498B6/en
Priority claimed from JP2003349792A external-priority patent/JP3623498B6/en
Priority to EP04003188A priority patent/EP1522254A1/en
Priority to US10/781,675 priority patent/US7156810B2/en
Priority to CNA2004100068640A priority patent/CN1605320A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3623498B1 publication Critical patent/JP3623498B1/en
Publication of JP2005110995A publication Critical patent/JP2005110995A/en
Publication of JP3623498B6 publication Critical patent/JP3623498B6/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7475User input or interface means, e.g. keyboard, pointing device, joystick
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the blood sugar level non-invasively based on the temperature measurement. <P>SOLUTION: Different regression functions are used for a healthy person and a diabetic in stabilizing the measurement data by correcting the non-invasively measured blood sugar level based on the temperature measurement with the degree of saturation of oxygen in blood and the blood flow. The room temperature (environment temperature), the body surface temperature, the temperature change in a block in contact with the body surface, the temperature of radiation from the body surface, and the absorbance of at least two wavelengths are measured values necessary in this model. The parameter on the blood flow, radiation heat transfer quantity, and convection heat transfer quantity can be obtained from the temperature, and the parameter on the degree of saturation of oxygen in hemoglobin can be obtained from the absorbance. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、採血せずに生体中のグルコース濃度を測定する無侵襲血糖値測定方法及び装置に関する。   The present invention relates to a non-invasive blood sugar level measuring method and apparatus for measuring glucose concentration in a living body without collecting blood.

Hilsonらは、糖尿病患者にグルコースを静脈注射すると、その後に顔面及び舌下温度が変化することを報告している(非特許文献1)。Scottらは、糖尿病患者と体温調節の問題を論じている(非特許文献2)。これらの研究知見に基づき、Choらは、採血を伴わずに、温度測定によって血中グルコース濃度を求める方法及び装置を提案している(特許文献1,2)。   Hilson et al. Reported that face and sublingual temperature change after intravenous injection of glucose in diabetic patients (Non-patent Document 1). Scott et al. Discuss the problem of thermoregulation with diabetic patients (Non-Patent Document 2). Based on these findings, Cho et al. Have proposed a method and apparatus for determining blood glucose concentration by measuring temperature without blood collection (Patent Documents 1 and 2).

また、採血を伴わないグルコース濃度の算出に関してはさらに様々な試みがなされている。例えば、測定部位へ3つの波長の近赤外光を照射して透過光強度を検出するとともに生体温度を検出し、吸光度の2次微分値の代表値を求め、予め定めた基準温度からの生体温度のずれに対応して上記代表値を補正し、補正された代表値に相当する血糖濃度を求める方法が提案されている(特許文献3)。また、測定部位において生体温度をモニタしながら加熱もしくは冷却を行い、温度が変化する瞬間に光照射に基づく減光度を測定して、減光度の温度依存性の原因となっているグルコース濃度を測定する装置が提供されている(特許文献4)。また、参照光と試料に照射した後の透過光との出力比を取り、出力比の対数と生体の温度との1次式からグルコース濃度を算出する装置が報告されている(特許文献5)。また、メラニンや皮膚の厚みなど皮膚パラメータの寄与を測定し、グルコース濃度などの非侵襲測定を補正する方法が報告されている(特許文献6)。
Diabete & Metabolisme, “Facial and sublingual temperature changes following intravenous glucose injection in diabetics” by R.M. Hilson and T.D.R. Hockaday, 1982, 8, 15-19 Can. J. Physiol. Pharmacol., “Diabetes mellitus and thermoregulation”, by A.R. Scott, T. Bennett, I.A. MacDonald, 1987, 65, 1365-1376 米国特許第5,924,996号公報 米国特許第5,795,305号公報 特開2000−258343号公報 特開平10−33512号公報 特開平10−108857号公報 米国特許第5,725,480号公報
Various attempts have been made to calculate the glucose concentration without blood collection. For example, near-infrared light of three wavelengths is irradiated to the measurement site to detect the transmitted light intensity, and the living body temperature is detected to obtain a representative value of the second derivative of absorbance, and the living body from a predetermined reference temperature is obtained. A method has been proposed in which the representative value is corrected in response to a temperature shift and a blood glucose concentration corresponding to the corrected representative value is obtained (Patent Document 3). In addition, heating or cooling is performed while monitoring the living body temperature at the measurement site, and the dimming degree based on light irradiation is measured at the moment when the temperature changes, and the glucose concentration causing the temperature dependence of the dimming degree is measured. (Patent Document 4). In addition, an apparatus has been reported that takes an output ratio between reference light and transmitted light after irradiating a sample, and calculates a glucose concentration from a linear expression of the logarithm of the output ratio and the temperature of the living body (Patent Document 5). . In addition, a method for measuring contributions of skin parameters such as melanin and skin thickness and correcting non-invasive measurements such as glucose concentration has been reported (Patent Document 6).
Diabete & Metabolisme, “Facial and sublingual temperature changes following intravenous glucose injection in diabetics” by RM Hilson and TDR Hockaday, 1982, 8, 15-19 Can. J. Physiol. Pharmacol., “Diabetes mellitus and thermoregulation”, by AR Scott, T. Bennett, IA MacDonald, 1987, 65, 1365-1376 US Pat. No. 5,924,996 US Pat. No. 5,795,305 JP 2000-258343 A JP-A-10-33512 JP-A-10-108857 US Pat. No. 5,725,480

血液中のグルコース(血糖)は細胞内でグルコース酸化反応に使われ、生体の維持に必要なエネルギーを産生する。特に基礎代謝の状態においては、産生されたエネルギーの大部分は体温を維持するための熱エネルギーとなるのであるから、血中グルコース濃度と体温との間には何らかの関係があることは予想されるところではある。しかし、病気による発熱を考えれば明らかなように、体温は血中グルコース濃度以外の要因によっても変動する。従来、採血を伴わずに温度測定によって血中グルコース濃度を求める方法が提案されてはいたが、十分な精度を有するものとは言い難かった。   Glucose in the blood (blood glucose) is used for the glucose oxidation reaction in the cell and produces energy necessary for maintaining the living body. Especially in the state of basal metabolism, most of the generated energy is thermal energy to maintain body temperature, so it is expected that there is some relationship between blood glucose concentration and body temperature By the way. However, as is apparent when considering fever due to illness, body temperature varies depending on factors other than blood glucose concentration. Conventionally, a method for obtaining blood glucose concentration by temperature measurement without blood collection has been proposed, but it has been difficult to say that it has sufficient accuracy.

本発明は、被験者の温度データをもとに採血を伴わずに高精度で血中グルコース濃度を求める方法及び装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for obtaining blood glucose concentration with high accuracy without blood collection based on temperature data of a subject.

血糖は、血管系、特に毛細血管によって全身の細胞に供給されている。ヒトの体内には複雑な代謝経路が存在するが、グルコース酸化は、根源的には血糖と酸素が反応し、水と二酸化炭素とエネルギーを産生する反応である。ここでいう酸素とは血液から細胞へ供給される酸素であり、酸素供給量は血液中のヘモグロビン濃度と、ヘモグロビン酸素飽和度と、血流量によって決まる。一方、グルコース酸化によって体内で産生した熱は、対流、熱輻射、伝導等の形で体から奪われる。また、糖尿病患者よりも健常者のほうがグルコースの酸化効率が良いとされている。このことから、特に高血糖状態の際には、糖尿病患者よりも健常者のほうが同じ血中グルコース濃度であっても熱産生量が多いと考えられる。我々は、体温は体内でのグルコース燃焼によるエネルギー産生量、すなわち熱産生とこれら熱放散のバランスによって決まると考え、次のようなモデルを考えた。
(1)熱産生量と熱放散量とは同等視される。
(2)熱産生量は、血中グルコース濃度と酸素供給量の関数である。
(3)酸素供給量は、血中ヘモグロビン濃度と、血中ヘモグロビン酸素飽和度と、毛細血管内の血流量によって決まる。
(4)熱放散量は、主に熱対流と熱輻射とによって決まる。
(5)血中グルコース濃度と熱産生量の関係は、糖尿病患者と健常者とで異なる。
Blood glucose is supplied to cells throughout the body by the vascular system, particularly capillaries. Although there are complex metabolic pathways in the human body, glucose oxidation is basically a reaction in which blood sugar and oxygen react to produce water, carbon dioxide and energy. Here, oxygen is oxygen supplied from blood to cells, and the amount of oxygen supply is determined by the hemoglobin concentration in blood, hemoglobin oxygen saturation, and blood flow. On the other hand, the heat generated in the body by glucose oxidation is taken away from the body in the form of convection, heat radiation, conduction, and the like. Moreover, it is said that healthy people have better glucose oxidation efficiency than diabetic patients. From this, it can be considered that, particularly in a hyperglycemic state, the amount of heat production is higher in healthy subjects than in diabetic patients even if the blood glucose concentration is the same. We considered that body temperature is determined by the amount of energy produced by glucose combustion in the body, that is, the balance between heat production and heat dissipation.
(1) The amount of heat production and the amount of heat dissipation are regarded as equivalent.
(2) The amount of heat production is a function of blood glucose concentration and oxygen supply.
(3) The oxygen supply amount is determined by the blood hemoglobin concentration, the blood hemoglobin oxygen saturation, and the blood flow in the capillaries.
(4) The amount of heat dissipation is mainly determined by thermal convection and thermal radiation.
(5) The relationship between blood glucose concentration and heat production is different between diabetics and healthy subjects.

このモデルに従い、体表を熱測定し、同時に血液中の酸素濃度に関するパラメータ及び血流量に関するパラメータを測定し、これらの測定結果を用いて血糖値を高精度に求めることができることを見出し、本発明を完成した。一例として、上記パラメータを求めるための測定は、ヒトの体の一部、例えば指先を測定対象として行うことができる。対流と輻射に関するパラメータは指先を熱測定することにより求めることができる。血中ヘモグロビン濃度及び血中ヘモグロビン酸素飽和度に関するパラメータは、血液中のヘモグロビンを分光学的に測定し、酸素と結合しているヘモグロビンと結合していないヘモグロビンの比率により求めることができる。血流量に関するパラメータは、皮膚からの熱移動量を測定することにより求めることができる。   According to this model, the body surface is subjected to heat measurement, and at the same time, parameters relating to oxygen concentration in the blood and parameters relating to blood flow are measured, and it has been found that blood glucose levels can be determined with high accuracy using these measurement results. Was completed. As an example, the measurement for obtaining the parameter can be performed on a part of a human body, for example, a fingertip. Parameters related to convection and radiation can be determined by measuring the fingertips thermally. The parameters relating to the blood hemoglobin concentration and the blood hemoglobin oxygen saturation can be obtained by spectroscopically measuring hemoglobin in the blood and determining the ratio of hemoglobin not bound to oxygen bound to oxygen. Parameters relating to blood flow can be obtained by measuring the amount of heat transfer from the skin.

本発明による血糖値測定装置は、体表面及び測定環境に関して複数の測定値を取得する測定部と健常者か糖尿病患者かを選択するための選択手段と、測定部で取得した複数の測定値と選択手段による選択結果を用いて血糖値を演算する演算部とを含む。この装置は、複数の回帰関数を記憶した記憶部をさらに有し、演算部は選択結果に対応する回帰関数を記憶部から読み出して演算する。より詳細には、記憶部は複数の回帰関数及びそれぞれの回帰関数に対応する複数のパラメータの平均値と標準偏差を記憶し、演算部は選択結果に対応する回帰関数、パラメータの平均値、及び標準偏差を記憶部から読み出して血糖値を演算する。   The blood glucose level measuring apparatus according to the present invention includes a measurement unit that acquires a plurality of measurement values regarding a body surface and a measurement environment, a selection unit for selecting whether a healthy person or a diabetic patient, and a plurality of measurement values acquired by the measurement unit. And a calculation unit that calculates a blood glucose level using a selection result obtained by the selection means. The apparatus further includes a storage unit that stores a plurality of regression functions, and the calculation unit reads the regression function corresponding to the selection result from the storage unit and performs calculation. More specifically, the storage unit stores a plurality of regression functions and average values and standard deviations of a plurality of parameters corresponding to the respective regression functions, and the calculation unit stores a regression function corresponding to the selection result, a parameter average value, and The standard deviation is read from the storage unit and the blood glucose level is calculated.

本発明による血糖値測定装置は、また、健常者か糖尿病患者かの種別を入力する入力手段と、体表面に由来する複数の温度を測定し、体表面からの熱放散に関する対流伝熱量と輻射伝熱量との算出に用いる情報を得る熱量測定部と、血中酸素量に関する情報を得る酸素量測定部と、測定した複数の温度及び血中酸素量に各々対応するパラメータと血糖値とを関連付ける関数について、健常者用の関数と糖尿病患者用の関数とに別個に記憶した記憶部と、熱量測定部及び酸素量測定部から入力される複数の測定値を前記パラメータへ各々変換し、入力手段によって入力された種別に応じて、前記パラメータを記憶部に記憶した健常者用の関数あるいは糖尿病患者用の関数に適用して血糖値を演算する演算部と、演算部によって算出された血糖値を表示する表示部とを備える。記憶部は健常者用の回帰関数と糖尿病患者用の回帰関数を記憶しており、演算部は入力された種別に対応する回帰関数を用いて血糖値を演算する。より具体的には、記憶部は、健常者用の回帰関数と糖尿病患者用の回帰関数及びそれぞれの回帰関数に含まれる複数のパラメータの平均値と標準偏差を記憶しており、演算部は、入力された種別に対応する回帰関数及び当該回帰関数に付随する前記パラメータの平均値と標準偏差を用いて血糖値を演算する。酸素量測定部は、血流量に関する情報を得る血流量測定部と、血中のヘモグロビン濃度、ヘモグロビン酸素飽和度を得る光学測定部とを有する。   The blood glucose level measuring apparatus according to the present invention also includes an input means for inputting the type of a healthy person or a diabetic patient, a plurality of temperatures derived from the body surface, and convective heat transfer and radiation related to heat dissipation from the body surface. A calorific value measuring unit that obtains information used for calculating the heat transfer amount, an oxygen amount measuring unit that obtains information related to the amount of oxygen in blood, and a plurality of measured temperatures and parameters corresponding to the amounts of oxygen in blood and blood glucose levels are associated with each other. As for the function, a storage unit separately stored in a function for healthy persons and a function for diabetic patients, and a plurality of measurement values input from the calorific value measuring unit and the oxygen content measuring unit are converted into the parameters, respectively, and input means According to the type inputted by the calculation unit, the parameter is applied to a function for a healthy person or a function for a diabetic patient stored in the storage unit, and a blood glucose level calculated by the calculation unit And a display unit that displays. The storage unit stores a regression function for healthy persons and a regression function for diabetic patients, and the calculation unit calculates a blood glucose level using a regression function corresponding to the input type. More specifically, the storage unit stores a regression function for healthy persons, a regression function for diabetic patients, and an average value and standard deviation of a plurality of parameters included in each regression function. The blood glucose level is calculated using the regression function corresponding to the input type and the average value and standard deviation of the parameters associated with the regression function. The oxygen amount measurement unit includes a blood flow measurement unit that obtains information related to the blood flow rate, and an optical measurement unit that obtains hemoglobin concentration and hemoglobin oxygen saturation in the blood.

本発明による血糖値測定方法は、体表面及び測定環境に関して複数の測定値を取得するステップと、健常者か糖尿病患者かの種別を取得するステップと、取得した複数の測定値と健常者用の回帰関数あるいは糖尿病患者用の回帰関数を用いて血糖値を演算するステップとを含む。血糖値を演算するステップは、取得した複数の測定値から複数のパラメータを求めるステップと、求めた複数のパラメータを健常者か糖尿病患者かに対応した平均値・標準偏差で正規化するステップと、正規化された複数のパラメータを健常者か糖尿病患者かに対応した回帰関数にあてはめて演算するステップとを含む。   The blood glucose level measurement method according to the present invention includes a step of acquiring a plurality of measurement values regarding a body surface and a measurement environment, a step of acquiring a type of a healthy person or a diabetic patient, a plurality of acquired measurement values and Calculating a blood glucose level using a regression function or a regression function for diabetic patients. The step of calculating the blood glucose level includes a step of obtaining a plurality of parameters from the obtained plurality of measured values, a step of normalizing the obtained plurality of parameters with an average value and a standard deviation corresponding to a healthy person or a diabetic patient, And applying a plurality of normalized parameters to a regression function corresponding to a normal person or a diabetic patient.

本発明によれば、高精度な無侵襲血糖値測定装置及び測定方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a highly accurate non-invasive blood glucose level measuring apparatus and measuring method can be provided.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
最初に、前記モデルの具体化について説明する。ここで、上記モデルの(5)を考慮し、糖尿病患者と健常者との各々に対応した具体化を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the embodiment of the model will be described. Here, in consideration of (5) of the above-mentioned model, the embodiment corresponding to each of the diabetic patient and the healthy person is performed.

熱放散量について考えると、その主要な要因である対流熱伝達は、環境温度(室温)と体表温の間の温度差が関係し、他の主要な要因である輻射による熱放散量はシュテファン・ボルツマンの法則より体表温の4乗に比例する。従って、人体からの熱放散量には、室温と体表温が関係していることが分かる。一方、熱産生量に関係するもう一つの要因である酸素供給量は、ヘモグロビン濃度と、ヘモグロビン酸素飽和度と、血流量の積として表される。   Considering the amount of heat dissipation, convective heat transfer, the main factor, is related to the temperature difference between the ambient temperature (room temperature) and the body surface temperature, and the other main factor, the amount of heat dissipation due to radiation, is Stefan.・ It is proportional to the fourth power of body surface temperature according to Boltzmann's law. Therefore, it can be seen that the amount of heat dissipated from the human body is related to the room temperature and the body surface temperature. On the other hand, the amount of oxygen supply, which is another factor related to the amount of heat production, is expressed as the product of hemoglobin concentration, hemoglobin oxygen saturation, and blood flow.

ここで、ヘモグロビン濃度は、酸素結合型ヘモグロビンと還元(脱酸素)型ヘモグロビンのモル吸光係数が等しくなる波長(等吸光波長)の吸光度より測定できる。ヘモグロビン酸素飽和度は、上記の等吸光波長の吸光度と、酸素結合型ヘモグロビンと還元(脱酸素)型ヘモグロビンのモル吸光係数の比が既知の最低限他の1波長の吸光度を測定し、連立方程式を解くことにより測定できる。すなわち、ヘモグロビン濃度と、ヘモグロビン酸素飽和度は、最低2波長の吸光度測定によって得ることができる。   Here, the hemoglobin concentration can be measured from the absorbance at a wavelength (equal absorption wavelength) at which the molar extinction coefficients of oxygen-bound hemoglobin and reduced (deoxygenated) hemoglobin are equal. The hemoglobin oxygen saturation is determined by measuring the absorbance at the above-mentioned equiabsorption wavelength and the absorbance at one other wavelength with a known ratio of the molar extinction coefficient of oxygen-binding hemoglobin and reduced (deoxygenated) hemoglobin. Can be measured by solving That is, the hemoglobin concentration and the hemoglobin oxygen saturation can be obtained by measuring the absorbance of at least two wavelengths.

残るのは血液の流量である。血流量は種々の方法で測定することが可能であるが、その測定方法の一例について以下に説明する。   What remains is the blood flow. The blood flow rate can be measured by various methods. An example of the measurement method will be described below.

図1は、ある程度の熱容量を有する固体ブロックを体表面に一定時間接触してから離したときの、体表面からブロックへの熱移動を説明するモデル図である。ブロックの材質はプラスチック等の樹脂、例えば塩化ビニルとすることができる。ここでは、ブロックの体表面と接触した部分の温度Tの時間変化と、ブロック上の体表面から離れた位置における温度Tの時間変化に着目する。血流量は主に温度T(ブロック上の空間的に離れた点の温度)の時間変化を追跡することで推定することができる。以下に詳細を説明する。 FIG. 1 is a model diagram illustrating heat transfer from a body surface to a block when a solid block having a certain heat capacity is released from contact with the body surface for a certain period of time. The block material may be a resin such as plastic, for example, vinyl chloride. Here, attention is focused on the time change of the temperature T 2 temporal change of the temperature T 1 of the portion in contact with the body surface of the block, at a position away from the body surface on the block. The blood flow rate can be estimated mainly by tracking the time change of the temperature T 2 (the temperature at a spatially separated point on the block). Details will be described below.

ブロックが体表面と接触する前には、ブロックの2点の温度T,Tは室温Tに等しい。体表温Tが室温Tより高い場合、ブロックが体表面と接触すると、温度Tは皮膚からの熱移動によって速やかに上昇し、体表面温度Tに近づく。一方、温度Tは、ブロック内を伝導してきた熱がブロック表面から放熱されるため、Tよりも減衰され、かつ穏やかに上昇する。温度T,Tの時間変化は、体表面からブロックへの熱移動量に依存する。体表面からブロックへの熱移動量は、皮膚下を流れる毛細血管中の血流量に依存する。毛細血管を熱交換器とみなせば、毛細血管から周囲の細胞組織への熱伝達係数は、血流量の関数として与えられる。従って、温度T,Tの時間変化を追跡することによって、体表面からブロックへの熱移動量を測定すれば、毛細血管から細胞組織への熱伝達量を推定でき、これから血流量を推定することが出来る。従って、T,Tの温度変化を時間的に追跡することによって、体表面からブロックへの移動量を測定すれば、毛細血管から細胞組織への熱伝達量を推定でき、これから血流量を推定することが出来る。 Before the block comes into contact with the body surface, the temperatures T 1 and T 2 at the two points of the block are equal to the room temperature Tr . When the body surface temperature T s is higher than the room temperature T r , when the block comes into contact with the body surface, the temperature T 1 quickly rises due to heat transfer from the skin and approaches the body surface temperature T s . On the other hand, the temperature T 2 is attenuated more than T 1 and rises gently because the heat conducted in the block is radiated from the block surface. The temporal changes in the temperatures T 1 and T 2 depend on the amount of heat transfer from the body surface to the block. The amount of heat transfer from the body surface to the block depends on the blood flow in the capillaries flowing under the skin. Considering a capillary as a heat exchanger, the heat transfer coefficient from the capillary to the surrounding cellular tissue is given as a function of blood flow. Therefore, if the amount of heat transfer from the body surface to the block is measured by tracking the time changes of the temperatures T 1 and T 2 , the amount of heat transfer from the capillaries to the cellular tissue can be estimated, and the blood flow rate can be estimated from this. I can do it. Therefore, if the amount of movement from the body surface to the block is measured by temporally tracking the temperature change of T 1 and T 2, the amount of heat transfer from the capillaries to the cellular tissue can be estimated, and the blood flow rate can be estimated from this. Can be estimated.

図2は、ブロックにおける体表面と接触した部分の温度T、及び体表面接触位置から離れたブロック上の位置の温度Tの測定値の時間変化を示す図である。ブロックを体表面に接触させるとT測定値は速やかに立ち上がり、離すと緩やかに立ち下がる。 FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in measured values of the temperature T 1 of the part in contact with the body surface in the block and the temperature T 2 at a position on the block away from the body surface contact position. When contacting the block to the body surface T 1 measured value swiftly rises, and it gradually drops as release.

図3には輻射温度検出器によって測定した温度Tの測定値の時間変化を示す。温度Tとしては体表面からの輻射による温度を測定するので、他のセンサよりも温度変化に対して敏感に反応する。輻射熱は電磁波として伝播するものであるから、瞬時に温度変化を伝えることができるものである。そこで、例えば、後述する図7に示すように、輻射温度検出器を体表面からの輻射熱を検出するべくブロックと体表面接触位置の近傍に設定すれば、温度Tの変化からブロックと体表面との接触開始時刻tstart及び接触終了時刻tendを検出することができる。例えば、図3に示すように温度しきい値を設定し、温度しきい値を超えたときを接触開始時刻tstart、温度しきい値から下がったときを接触終了時刻tendとする。温度しきい値は、例えば32℃等の温度に設定する。 The Figure 3 illustrates a time variation of the measured value of the temperature T 3 measured by a radiation temperature detector. Since the temperature T 3 for measuring the temperature due to radiation from the body surface, it is more sensitive to temperature changes than other sensors. Since radiant heat propagates as electromagnetic waves, temperature changes can be transmitted instantaneously. Therefore, for example, as shown in FIG. 7 to be described later, is set near where the block contacts the body surface location to a radiation temperature detector for detecting the radiation heat from the body surface, the block and the body surface from the change in temperature T 3 The contact start time t start and the contact end time t end can be detected. For example, as shown in FIG. 3, a temperature threshold value is set, and when the temperature threshold value is exceeded, the contact start time t start is set, and when the temperature threshold value is lowered, the contact end time t end is set. The temperature threshold is set to a temperature such as 32 ° C., for example.

つづいて、時刻tstartと時刻tendの間のT測定値をS字曲線、例えばロジスティック曲線で近似する。ロジスティック曲線は温度をT、時刻をtとして、下記の式で表される。 Subsequently, the T 1 measurement value between time t start and time t end is approximated by an S-shaped curve, for example, a logistic curve. The logistic curve is expressed by the following equation, where T is temperature and t is time.

Figure 2005110995
Figure 2005110995

非線形最小二乗法により係数a,b,c,dを求めることで測定値を近似することができる。求めた近似式に対して、Tを時刻tstartから時刻tendで積分した値をSとする。 The measured values can be approximated by obtaining the coefficients a, b, c, and d by the nonlinear least square method. A value obtained by integrating T with respect to the obtained approximate expression from time t start to time t end is defined as S 1 .

同様にして、T測定値から積分値Sを算出する。このとき、(S−S)が小さいほど、体表面からTの位置への熱移動量が大きいことを意味する。また、(S−S)は体表面接触時間tCONT(=tend−tstart)が長いほど大きくなる。そこで、aを比例係数として、a/(tCONT×(S−S))を血流量を示唆するパラメータXとする。 Similarly, an integrated value S 2 is calculated from the T 2 measured value. At this time, the smaller (S 1 -S 2 ), the greater the amount of heat transfer from the body surface to the position of T 2 . In addition, (S 1 -S 2 ) increases as the body surface contact time t CONT (= t end −t start ) increases. Therefore, the a 5 as a proportionality coefficient, a 5 / a (t CONT × (S 1 -S 2)) to indicate the parameter X 5 blood flow.

以上の説明から、前記モデルによって血中グルコース濃度を求めるために必要な測定量は、室温(環境温度)、体表面温度、体表面に接触されるブロックの温度変化、体表面からの輻射による温度及び最低限2波長の吸光度であることが分かる。   From the above explanation, the measurement amount necessary for obtaining the blood glucose concentration by the model is room temperature (environmental temperature), body surface temperature, temperature change of the block in contact with the body surface, temperature due to radiation from the body surface. It can be seen that the absorbance is at least two wavelengths.

図4は、各種センサによる測定値と、それから導出されるパラメータとの関係を図示した説明図である。体表面と接触するブロックを用意し、その2箇所に設置した2個の温度センサよって2種類の温度TとTの時間変化を測定する。別途、体表面の輻射温度Tと室温Tを測定する。また、ヘモグロビンの吸収に関係する少なくとも2種類の波長で吸光度A,Aを測定する。温度T,T,T,Tから血流量に関するパラメータが得られる。温度Tから輻射伝熱量に関するパラメータが得られ、温度Tと温度Tから対流伝熱量に関するパラメータが得られる。また吸光度Aからヘモグロビン濃度に関するパラメータが得られ、吸光度AとAからヘモグロビン酸素飽和度に関するパラメータが得られる。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the relationship between measured values obtained by various sensors and parameters derived therefrom. A block in contact with the body surface is prepared, and two types of temperature T 1 and T 2 with time are measured by two temperature sensors installed at two locations. Separately, to measure the radiation temperature T 3 and the room temperature T 4 of the body surface. Further, the absorbances A 1 and A 2 are measured at at least two types of wavelengths related to the absorption of hemoglobin. Parameters relating to blood flow are obtained from the temperatures T 1 , T 2 , T 3 , T 4 . It provides a parameter related amount of heat transferred by radiation from the temperature T 3, provide parameters related to the amount of heat transferred by convection from the temperature T 3 and the temperature T 4. Provides a parameter related to the hemoglobin concentration from the absorbance A 1, parameters are obtained from the absorbance A 1 and A 2 relates to the hemoglobin oxygen saturation.

次に、本発明の原理に従って無侵襲血糖値測定を実現する具体的な装置構成について説明する。   Next, a specific apparatus configuration for realizing non-invasive blood sugar level measurement according to the principle of the present invention will be described.

図5は、本発明による無侵襲血糖値測定装置の上面図である。この装置では、体表面として指先の腹の皮膚を使うが、他の体表面を使うことも可能である。   FIG. 5 is a top view of the non-invasive blood sugar level measuring apparatus according to the present invention. In this device, the skin of the belly of the fingertip is used as the body surface, but other body surfaces can be used.

装置上面には、操作部11、測定対象となる指が置かれる測定部12、測定結果の表示、装置の状態や測定値などを表示する表示部13が設けられている。操作部11には、装置の操作を行うための4個の押しボタン11a〜11dが配置されている。測定部12にはカバー14が設けられ、カバー14を開けると(図はカバーを開けた状態を示す)、楕円型の周縁を持つ指置き部15がある。指置き部15の中には、輻射温度センサ部の開口端16と接触温度センサ部17と光学センサ部18がある。   On the upper surface of the apparatus, there are provided an operation section 11, a measurement section 12 on which a finger to be measured is placed, a display of measurement results, a display section 13 for displaying the state of the apparatus and measured values. The operation unit 11 has four push buttons 11a to 11d for operating the apparatus. The measurement unit 12 is provided with a cover 14, and when the cover 14 is opened (the figure shows a state in which the cover is opened), there is a finger placement unit 15 having an elliptical periphery. In the finger placement unit 15, there are an opening end 16 of the radiation temperature sensor unit, a contact temperature sensor unit 17, and an optical sensor unit 18.

図6に、装置の機能ブロック図を示す。本装置はバッテリー41で駆動される。温度センサと光学センサで構成されるセンサ部48で測定した信号は各々の信号に対応して設置されるアナログ・デジタル変換器AD1〜AD5へ入りデジタル信号へ変換される。LED選択用LSI19は、マイクロプロセッサ55からの制御により、光学センサの光源である2個の発光ダイオードを時分割的に発光させる機能をもつ。マイクロプロセッサ55の周辺回路としては、アナログ・デジタル変換器AD1〜AD5、液晶表示器13、LED選択用LSI19、RAM42、ICカード43、リアルタイムクロック45があり、これらは各バスライン44を介してマイクロプロセッサ55からアクセスされる。また、押しボタン11a〜11dはそれぞれマイクロプロセッサ55と接続されている。   FIG. 6 shows a functional block diagram of the apparatus. This apparatus is driven by a battery 41. Signals measured by the sensor unit 48 composed of a temperature sensor and an optical sensor enter the analog / digital converters AD1 to AD5 installed corresponding to the respective signals and are converted into digital signals. The LED selection LSI 19 has a function of causing two light emitting diodes, which are light sources of the optical sensor, to emit light in a time-sharing manner under the control of the microprocessor 55. Peripheral circuits of the microprocessor 55 include analog / digital converters AD1 to AD5, a liquid crystal display 13, an LED selection LSI 19, a RAM 42, an IC card 43, and a real-time clock 45. These are connected to the micro via the bus lines 44. Accessed from the processor 55. The push buttons 11a to 11d are connected to the microprocessor 55, respectively.

マイクロプロセッサ55はソフトウェアを格納するROMを内蔵している。またマイクロプロセッサ55は、ボタン11a〜11dを押すことによって入力される割り込み処理要求に関するレジスタとして、割り込み要因レジスタと割り込みマスクレジスタを有する。割り込み要因レジスタは、マイクロプロセッサ55への割り込み処理要求時に押されたボタンを識別するレジスタである。割り込みマスクレジスタは1ビットで構成され、ソフトウェアが本レジスタを1にセットすることで押しボタン入力からの割り込み処理要求の受付を防止すること、すなわちマスクすることができる。また、ソフトウェアが本レジスタを0にクリアすると割り込み処理要求のマスクを解除する。本ソフトウェアは上記の通りに、各種レジスタの制御、ボタンによって入力される要求に応じたROM格納情報へのアクセスとROM格納情報の選択、及びROM格納情報を利用した演算などを行うものである。また、本マイクロプロセッサは、後述するように選択部、演算部の機能を含むものである。   The microprocessor 55 has a built-in ROM for storing software. The microprocessor 55 has an interrupt factor register and an interrupt mask register as registers relating to interrupt processing requests input by pressing the buttons 11a to 11d. The interrupt factor register is a register for identifying a button pressed when an interrupt processing request is made to the microprocessor 55. The interrupt mask register is composed of 1 bit. By setting this register to 1 by software, acceptance of an interrupt processing request from a push button input can be prevented, that is, masking can be performed. When the software clears this register to 0, the interrupt processing request mask is canceled. As described above, this software performs control of various registers, access to ROM storage information and selection of ROM storage information according to a request input by a button, and computation using the ROM storage information. Further, as will be described later, the present microprocessor includes functions of a selection unit and a calculation unit.

図7は測定部の詳細例を示す図であり、(a)は上面図、(b)はそのXX断面図、(c)はそのYY断面図である。   7A and 7B are diagrams showing a detailed example of the measurement unit, in which FIG. 7A is a top view, FIG. 7B is an XX sectional view thereof, and FIG. 7C is a YY sectional view thereof.

最初に、本発明の無侵襲血糖値測定装置による温度測定について説明する。被検部(指の腹)が接触する部分には熱伝導率の高い材料、例えば金でできた薄いプレート21が配置され、そのプレート21に熱的に接続されたプレート21より熱伝導率の低い材料、例えばポリ塩化ビニルからなる棒状の熱伝導部材22が装置内部に伸びている。温度センサとしては、プレート21の温度を測定し、被検部に対して隣接的な温度検出器であるサーミスタ23と、プレート21から一定距離だけ離れた熱伝導部材の部分の温度を測定し、被検部に対して間接的な温度検出器であるサーミスタ24とが設けられている。指置き部15に置かれた被検部(指の腹)を見通せる装置内部の位置に赤外線レンズ25が配され、赤外線レンズ25の下方に赤外線透過窓26を介してサーモパイル27が配置されている。また、サーモパイル27に近接して別のサーミスタ28が設置されている。   First, temperature measurement by the non-invasive blood sugar level measuring apparatus of the present invention will be described. A thin plate 21 made of a material having high thermal conductivity, for example, gold, is disposed at a portion where the test portion (finger's belly) is in contact, and the thermal conductivity is higher than that of the plate 21 thermally connected to the plate 21. A rod-like heat conducting member 22 made of a low material, such as polyvinyl chloride, extends inside the apparatus. As the temperature sensor, the temperature of the plate 21 is measured, and the temperature of the thermistor 23 that is a temperature detector adjacent to the portion to be tested and the portion of the heat conducting member that is a fixed distance away from the plate 21 are measured, A thermistor 24 that is an indirect temperature detector is provided for the portion to be examined. An infrared lens 25 is disposed at a position inside the apparatus through which the subject portion (finger's belly) placed on the finger placement portion 15 can be seen, and a thermopile 27 is disposed below the infrared lens 25 via an infrared transmission window 26. . Further, another thermistor 28 is installed in the vicinity of the thermopile 27.

このように測定部の温度センサ部は4個の温度センサを有し、次の4種類の温度を測定する。
(1)指表面の温度(サーミスタ23):T
(2)熱伝導部材の温度(サーミスタ24):T
(3)指の輻射温度(サーモパイル27):T
(4)室温(サーミスタ28):T
As described above, the temperature sensor unit of the measurement unit has four temperature sensors, and measures the following four types of temperatures.
(1) Finger surface temperature (thermistor 23): T 1
(2) Temperature of the heat conducting member (thermistor 24): T 2
(3) Radiation temperature of finger (thermopile 27): T 3
(4) Room temperature (thermistor 28): T 4

次に、光学センサ部18について説明する。光学センサ部は、酸素供給量を求めるために必要なヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度とを測定するためのものである。ヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度を測定するには最低2波長での吸光度測定が必要であり、図7(c)は2個の光源33,34と1個の検出器35によって2波長測定を行うための構成例を示している。   Next, the optical sensor unit 18 will be described. The optical sensor unit is for measuring the hemoglobin concentration and the hemoglobin oxygen saturation necessary for obtaining the oxygen supply amount. In order to measure the hemoglobin concentration and hemoglobin oxygen saturation, it is necessary to measure absorbance at a minimum of two wavelengths, and FIG. 7C performs two-wavelength measurement using two light sources 33 and 34 and one detector 35. An example of the configuration is shown.

光学センサ部18には、2個の光ファイバー31,32の端部が位置する。光ファイバー31は光照射用の光ファイバーであり、光ファイバー32は受光用の光ファイバーである。図7(c)に示すように、光ファイバー31は支線となるファイバー31a,31bにつながり、それらの末端には2つの波長の発光ダイオード33,34が配されている。受光用光ファイバー32の末端には、フォトダイオード35が配されている。発光ダイオード33は波長810nmの光を出射し、発光ダイオード34は波長950nmの光を出射する。波長810nmは、酸素結合型ヘモグロビンと還元型(脱酸素)型ヘモグロビンのモル吸光係数が等しくなる等吸光波長であり、波長950nmは酸素結合型ヘモグロビンと還元型ヘモグロビンのモル吸光係数の差が大きい波長である。   The ends of the two optical fibers 31 and 32 are located in the optical sensor unit 18. The optical fiber 31 is an optical fiber for irradiating light, and the optical fiber 32 is an optical fiber for receiving light. As shown in FIG. 7C, the optical fiber 31 is connected to fibers 31a and 31b serving as branch lines, and light emitting diodes 33 and 34 having two wavelengths are disposed at the ends thereof. A photodiode 35 is disposed at the end of the light receiving optical fiber 32. The light emitting diode 33 emits light having a wavelength of 810 nm, and the light emitting diode 34 emits light having a wavelength of 950 nm. The wavelength 810 nm is an equiabsorption wavelength at which the molar extinction coefficients of oxygen-bound hemoglobin and reduced (deoxygenated) hemoglobin are equal, and the wavelength 950 nm is a wavelength at which the difference between the molar extinction coefficients of oxygen-bound hemoglobin and reduced hemoglobin is large. It is.

2個の発光ダイオード33,34は時分割的に発光し、発光ダイオード33,34から発生された光は光照射用光ファイバー31から被検者の指に照射される。指に照射された光は、指の皮膚で反射し、受光用光ファイバー32に入射してフォトダイオード35によって検出される。指に照射された光が指の皮膚で反射されるとき、一部の光は皮膚を通して組織内部に侵入し、毛細血管を流れる血液中のヘモグロビンによる吸収を受ける。フォトダイオード35による測定データは反射率Rであり、吸光度は近似的にlog(1/R)で計算される。波長810nmと波長950nmの光について各々照射を行い、各々につきRを測定し、かつlog(1/R)を求めることにより、波長810nmの吸光度Aと波長950nmの吸光度Aが測定される。 The two light-emitting diodes 33 and 34 emit light in a time-sharing manner, and light generated from the light-emitting diodes 33 and 34 is applied to the subject's finger from the optical fiber 31 for light irradiation. The light irradiated to the finger is reflected by the skin of the finger, enters the light receiving optical fiber 32, and is detected by the photodiode 35. When light applied to the finger is reflected by the skin of the finger, part of the light enters the tissue through the skin and is absorbed by hemoglobin in the blood flowing through the capillaries. The data measured by the photodiode 35 is the reflectance R, and the absorbance is approximately calculated by log (1 / R). Irradiation is performed for light having a wavelength of 810 nm and a wavelength of 950 nm, R is measured for each, and log (1 / R) is obtained, whereby absorbance A 1 at a wavelength of 810 nm and absorbance A 2 at a wavelength of 950 nm are measured.

還元型ヘモグロビン濃度を[Hb]、酸素結合型ヘモグロビン濃度を[HbO2]とすると、吸光度A及び吸光度Aは次式で表される。 Assuming that the reduced hemoglobin concentration is [Hb] and the oxygen-binding hemoglobin concentration is [HbO 2 ], the absorbance A 1 and the absorbance A 2 are expressed by the following equations.

Figure 2005110995
Figure 2005110995

AHb(810nm)とAHb(950nm)、AHbO2(810nm)とAHbO2(950nm)はそれぞれ還元型ヘモグロビン、酸素結合型ヘモグロビンのモル吸光係数であり各波長で既知である。aは比例係数である。ヘモグロビン濃度[Hb]+[HbO2]、ヘモグロビン酸素飽和度[HbO2]/([Hb]+[HbO2])は上式から次のように求められる。 A Hb (810 nm), A Hb (950 nm), A HbO 2 (810 nm) and A HbO 2 (950 nm) are molar extinction coefficients of reduced hemoglobin and oxygen-bonded hemoglobin, respectively, and are known at each wavelength. a is a proportionality coefficient. The hemoglobin concentration [Hb] + [HbO 2 ] and the hemoglobin oxygen saturation [HbO 2 ] / ([Hb] + [HbO 2 ]) are obtained from the above equation as follows.

Figure 2005110995
Figure 2005110995

なお、ここでは2波長による吸光度測定によってヘモグロビン濃度とヘモグロビン酸素飽和度を測定する例について説明したが、3波長以上で吸光度を測定することによって、妨害成分の影響を低減し測定精度を高めることも可能である。   Although an example of measuring hemoglobin concentration and hemoglobin oxygen saturation by measuring absorbance at two wavelengths has been described here, measuring the absorbance at three wavelengths or more can reduce the influence of interference components and increase the measurement accuracy. Is possible.

図8は、装置内におけるデータ処理の流れを示す概念図である。本例の装置には、サーミスタ23,サーミスタ24,サーモパイル27,サーミスタ28、フォトダイオード35からなる5個のセンサがある。フォトダイオード35では波長810nmの吸光度と波長950nmの吸光度を測定するため、装置には6種類の測定値が入力されることになる。   FIG. 8 is a conceptual diagram showing the flow of data processing in the apparatus. In the apparatus of this example, there are five sensors including a thermistor 23, a thermistor 24, a thermopile 27, a thermistor 28, and a photodiode 35. Since the photodiode 35 measures the absorbance at a wavelength of 810 nm and the absorbance at a wavelength of 950 nm, six types of measurement values are input to the apparatus.

5種類のアナログ信号は、それぞれA1〜A5の増幅器を経由して、AD1〜AD5のアナログ・デジタル変換器によってデジタル変換される。デジタル変換された値からパラメータx(i=1,2,3,4,5)が計算される。xを具体的に表記すると以下のとおりとなる。(a〜aは比例係数) The five types of analog signals are converted into digital signals by analog to digital converters AD1 to AD5 via amplifiers A1 to A5, respectively. Parameters x i (i = 1,2,3,4,5) is calculated from the digitally converted values. Specifically, x i is expressed as follows. (A 1 ~a 5 is a proportionality coefficient)

Figure 2005110995
Figure 2005110995

つづいて、パラメータxの平均値と標準偏差から正規化パラメータを算出する。各パラメータxから正規化パラメータX(i=1,2,3,4,5)を次の式で計算する。 Then, it calculates a normalized parameter from the mean and the standard deviation of the parameter x i. A normalization parameter X i (i = 1, 2, 3, 4, 5) is calculated from each parameter x i by the following equation.

Figure 2005110995
Figure 2005110995

前述の5つの正規化パラメータをもって、最終的な表示を行うためのグルコース濃度への変換計算が行われる。処理計算に必要なプログラムは、装置に組み込まれたマイクロプロセッサに内蔵されたROMに記憶されている。また、処理計算に必要なメモリー領域は、同様に装置に組み込まれているRAMに確保される。計算処理された結果は、液晶表示器に表示される。   With the above-mentioned five normalization parameters, conversion calculation to glucose concentration for final display is performed. A program necessary for processing calculation is stored in a ROM built in a microprocessor incorporated in the apparatus. Similarly, a memory area necessary for processing calculation is secured in a RAM incorporated in the apparatus. The calculation result is displayed on the liquid crystal display.

ROMには処理計算に必要なプログラム構成要素として、特にグルコース濃度Cを求めるための回帰関数が入っている。回帰関数は、多数の糖尿病患者と健常者について侵襲法である酵素電極法によって測定したグルコース濃度及び当該多数の糖尿病患者と健常者について同時に求めた正規化パラメータを用いた最小二乗法によって、糖尿病患者と健常者の各々について予め決定されている。糖尿病患者と健常者とが混在した測定データ群から決定した共通の回帰関数を用いた場合、上記モデルの「(5)血中グルコース濃度と熱産生量の関係は、糖尿病患者と健常者とで異なる。」点を考慮すると、酵素電極法によるグルコース濃度との相関係数が小さくなることが考えられる。そこで、糖尿病患者のデータ群と健常者のデータ群との各々より、糖尿病患者と健常者の各々ごとの別個の回帰関数を決定し、ROMに格納している。   The ROM contains a regression function for obtaining the glucose concentration C as a program component necessary for processing calculation. The regression function is obtained by the least square method using the glucose concentration measured by the enzyme electrode method, which is an invasive method for a large number of diabetic patients and healthy persons, and the normalization parameter obtained simultaneously for the large number of diabetic patients and healthy persons. Are determined in advance for each healthy person. When a common regression function determined from a measurement data group in which diabetic patients and healthy subjects are mixed, the relationship between the blood glucose concentration and the amount of heat production in the above model is as follows. Considering the point, it is considered that the correlation coefficient with the glucose concentration by the enzyme electrode method becomes small. Therefore, a separate regression function for each diabetic patient and healthy person is determined from each of the diabetic patient data group and the healthy person data group, and stored in the ROM.

以下、回帰関数の決定方法を糖尿病患者用回帰関数を例に説明する。まず、グルコース濃度Cは以下の式(1)で表現される。aDi(i=0,1,2,3,4,5)は、多数の糖尿病患者の測定データから前もって決定されている。aDiを求める手順は以下のとおり。
(1)正規化パラメータとグルコース濃度Cの関係を示す重回帰式を作成する。
(2)最小二乗法によって得られた式から正規化パラメータに関する正規方程式(連立方程式)を求める。
(3)正規方程式から係数aDi(i=0,1,2,3,4,5)の値を求め、重回帰式に代入する。
Hereinafter, a method for determining a regression function will be described using a regression function for diabetic patients as an example. First, the glucose concentration C is expressed by the following formula (1). a Di (i = 0,1,2,3,4,5) is determined in advance from measurement data of a large number of diabetic patients. The procedure for obtaining a Di is as follows.
(1) A multiple regression equation indicating the relationship between the normalization parameter and the glucose concentration C is created.
(2) A normal equation (simultaneous equation) relating to a normalization parameter is obtained from an equation obtained by the method of least squares.
(3) The value of the coefficient a Di (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) is obtained from the normal equation and substituted into the multiple regression equation.

初めに、グルコース濃度Cと糖尿病患者の正規化パラメータXD1,XD2,XD3,XD4,XD5の関係を示す次の回帰式(1)を作る。 First, the following regression equation (1) showing the relationship between the glucose concentration C and the normalization parameters X D1 , X D2 , X D3 , X D4 , and X D5 of the diabetic patient is created.

Figure 2005110995
Figure 2005110995

つづいて、酵素電極法によるグルコース濃度測定値CDiとの誤差が最小になるような重回帰式を求めるため、最小二乗法を用いる。残差の二乗和をRとすると、Rは次式(2)で表される。 Subsequently, the least square method is used to obtain a multiple regression equation that minimizes an error from the glucose concentration measurement value C Di by the enzyme electrode method. If the residual sum of squares is RD , RD is expressed by the following equation (2).

Figure 2005110995
残差の二乗和RDが最小になるのは、式(2)をaD0,aD1,…,aD5で偏微分してゼロとなるときなので、次式が得られる。
Figure 2005110995
The residual sum of squares R D is minimized when the equation (2) is partially differentiated by a D0 , a D1 ,..., A D5 and becomes zero.

Figure 2005110995
CD、XD1〜XD5の平均値をCDmean、XD1mean〜XD5meanとするとXDimean=0(i=1〜5)であるので、式(1)から式(4)が得られる。
Figure 2005110995
If the average values of C D and X D1 to X D5 are C Dmean and X D1mean to X D5mean , X Dimean = 0 (i = 1 to 5), and therefore, Expression (4) is obtained from Expression (1).

Figure 2005110995
また、正規化パラメータ間の変動・共変動は、式(5)で表され、正規化パラメータXDi(i=1〜5)とCとの共変動は式(6)で表される。
Figure 2005110995
Further, the fluctuation / covariation between the normalization parameters is expressed by Expression (5), and the covariation between the normalization parameter X Di (i = 1 to 5) and C is expressed by Expression (6).

Figure 2005110995
式(4)(5)(6)を式(3)に代入して整理すると、連立方程式(正規方程式)(7)が得られ、これを解くことでaD1〜aD5が求まる。
Figure 2005110995
Substituting equations (4), (5), and (6) into equation (3) and rearranging results in simultaneous equations (normal equations) (7), which are solved to obtain a D1 to a D5 .

Figure 2005110995
定数項aD0は、式(4)を用いて求める。以上で求めたaDi(i=0,1,2,3,4,5)は装置製造時にROMに格納される。装置による実際の測定では、測定値から求めた正規化パラメータXD1〜XD5を回帰式(1)に代入することで、グルコース濃度Cが算出される。
Figure 2005110995
The constant term a D0 is obtained using equation (4). The a Di (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5) obtained above is stored in the ROM when the apparatus is manufactured. In actual measurement by the apparatus, the glucose concentration C is calculated by substituting the normalization parameters X D1 to X D5 obtained from the measurement values into the regression equation (1).

同様にして、健常者用の係数aNi(i=0,1,2,3,4,5)も多数の糖尿病患者の測定データから前もって決定され、健常者用の回帰関数(8)としてROMに格納される。 Similarly, the coefficient a Ni (i = 0,1,2,3,4,5) for the healthy person is determined in advance from the measurement data of a large number of diabetic patients, and the ROM is obtained as a regression function (8) for the healthy person. Stored in

Figure 2005110995
以下にグルコース濃度の算出過程の具体例を示す。予め糖尿病患者に対して測定した多数のデータから回帰式(1)の係数が決められており、マイクロプロセッサのROMには下記に示すグルコース濃度の算出式(9)が格納されている。さらに、パラメータx〜xの平均値と標準偏差が格納されている。
Figure 2005110995
A specific example of the glucose concentration calculation process is shown below. The coefficient of the regression equation (1) is determined from a large number of data measured in advance for diabetic patients, and the calculation formula (9) for the glucose concentration shown below is stored in the ROM of the microprocessor. Further, an average value and a standard deviation of the parameters x 1 to x 5 are stored.

Figure 2005110995
同様に、健常者に対するグルコース濃度の算出式(10)及びパラメータx〜xの平均値と標準偏差がROMに格納されている。
Figure 2005110995
Similarly, the calculation formula (10) of the glucose concentration for the healthy person and the average value and standard deviation of the parameters x 1 to x 5 are stored in the ROM.

Figure 2005110995
D1〜XD5はパラメータx〜xを糖尿病患者の平均値及び標準偏差で正規化したものである。XN1〜XN5はパラメータx〜xを健常者の平均値及び標準偏差で正規化したものである。パラメータの分布が正規分布であると仮定すると、正規化パラメータの95%は−2から+2の間の値をとる。
Figure 2005110995
X D1 to X D5 are parameters x 1 to x 5 normalized by the mean value and standard deviation of diabetic patients. X N1 to X N5 are values obtained by normalizing the parameters x 1 to x 5 with the average value and standard deviation of healthy subjects. Assuming that the parameter distribution is a normal distribution, 95% of the normalized parameters take values between -2 and +2.

糖尿病患者の測定値の1例として、正規化パラメータX=+0.15、X=-0.10、X=-0.22、X=-0.11、X=-0.09 を上記の式(9)に代入するとC=220mg/dlとなる。また、健常者の測定値の1例として、正規化パラメータXN1=-0.05、XN2=+0.03、XN3=+0.06、XN4=-0.10、XN5=+0.12 を上記の式(10)に代入するとC=94mg/dlとなる。 As an example of measured values for diabetic patients, the normalization parameters X 1 = + 0.15, X 2 = -0.10, X 3 = -0.22, X 4 = -0.11, X 5 = -0.09 are expressed in the above equation (9). Substitution results in C = 220 mg / dl. As an example of the measurement value of a healthy person, the normalization parameters X N1 = −0.05, X N2 = + 0.03, X N3 = + 0.06, X N4 = −0.10, X N5 = + 0.12 are expressed by the above formula (10 Substituting into () results in C = 94 mg / dl.

以下、糖尿病患者と健常者との各々のグルコース濃度の算出式及びパラメータx〜xの平均値と標準偏差をROMに格納した装置を用いた測定の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the measurement using a device in which the calculation formula of the glucose concentration and the average values and standard deviations of the parameters x 1 to x 5 of the diabetic patient and the healthy person are stored in the ROM will be described.

図9に、装置の操作手順を示す。本装置の操作手順は、糖尿病患者と健常者とを選択部によって選択するステップを含む。選択入力手段である操作部のボタンを押し装置の電源を入れると、液晶表示器に「ウォーミングアップ」が表示され、装置内の電子回路がウォーミングアップされる。同時に、チェックプログラムが作動し、電子回路を自動的にチェックする。「ウォーミングアップ」が終了すると、「あなたは糖尿病ですか?」と液晶表示器に表示され、被験者は糖尿病患者であるかどうかの選択の入力を要求される。押しボタン11dが「はい」に、押しボタン11aが「いいえ」に対応する。ここで入力された内容に応じて、ROMに格納されたソフトウェアは、後述する正規化パラメータの算出に必要な平均値・標準偏差及びグルコース濃度を求める関数を選択する。本選択部の詳細動作フローについては後述する。被験者により「はい」又は「いいえ」のボタンが押された後、液晶表示器に「指を置いてください」と表示される。指置き部に指を置くと、液晶表示器にカウントダウンが表示される。カウントダウンが終了すると、液晶表示器に「指を離してください」と表示される。指置き部から指を離すと、液晶表示器に「データ処理中」が表示される。その後、液晶表示器に血糖値が表示される。この時点で、表示された血糖値は、日時・時間とともにICカード43に記憶される。表示された血糖値を読み取ったら、操作部のボタンを押す。装置は、約1分後に次の測定を待つ「指を置いてください」が液晶表示器に表示された状態になる。   FIG. 9 shows the operation procedure of the apparatus. The operation procedure of the apparatus includes a step of selecting a diabetic patient and a healthy person by a selection unit. When the button of the operation unit which is the selection input means is pressed to turn on the power of the device, “warming up” is displayed on the liquid crystal display, and the electronic circuit in the device is warmed up. At the same time, a check program runs and automatically checks the electronic circuit. When the “warming up” is completed, “Is you diabetic?” Is displayed on the liquid crystal display, and the subject is requested to select whether or not the subject is diabetic. The push button 11d corresponds to “Yes”, and the push button 11a corresponds to “No”. In accordance with the contents input here, the software stored in the ROM selects a function for obtaining an average value / standard deviation and a glucose concentration necessary for calculating a normalization parameter described later. The detailed operation flow of this selection unit will be described later. After the “Yes” or “No” button is pressed by the subject, “Please put your finger” is displayed on the liquid crystal display. When a finger is placed on the finger placement unit, a countdown is displayed on the liquid crystal display. When the countdown is finished, “Please release your finger” is displayed on the LCD. When the finger is removed from the finger placement unit, “data processing in progress” is displayed on the liquid crystal display. Thereafter, the blood glucose level is displayed on the liquid crystal display. At this time, the displayed blood glucose level is stored in the IC card 43 together with the date / time. After reading the displayed blood glucose level, press the button on the operation unit. After about 1 minute, the device waits for the next measurement and “Place your finger” is displayed on the LCD.

図10に、上述の選択部の詳細動作フローを示す。選択部は図10に示すように、糖尿病患者、健常者のいずれかを選択するための機構を指す。ウォーミングアップの後、被験者が糖尿病患者であるかどうかの入力要求メッセージを液晶表示器に表示する。入力要求メッセージは、押しボタン11dを「はい」に、11aを「いいえ」に割り当て、入力を要求する。その後、ソフトウェアは割り込みマスクレジスタを0にクリアし、ボタンの押し動作による割り込み処理要求の入力を可能とする。続いて、消費電流を抑制するためマイクロプロセッサ自身をスタンバイ状態へ遷移させる。被験者により何れかのボタンが押されると、マイクロプロセッサへの割り込み処理要求の発行となるので、マイクロプロセッサがスタンバイ状態から復帰する。スタンバイ状態からの復帰後、ソフトウェアは割り込みマスクレジスタを1にセットし、ボタンの押し動作による割り込み処理要求をマスクする。続いてソフトウェアは割り込み要因レジスタをリードし、どのボタンが押されたのかを判定する。ボタン11dが押された場合、被験者は糖尿病患者であるため、ソフトウェアはROMから糖尿病患者用の回帰関数及び糖尿病患者用の各パラメータの平均値・標準偏差をロードする。また、ボタン11aが押された場合、被験者は健常者であるため、ソフトウェアはROMから健常者用の回帰関数及び健常者用の各パラメータの平均値・標準偏差をロードする。ボタン11b又は11cはさらに他の任意測定条件に関する入力のためのものであり、これらが押された場合は無効であるため、被験者に対する入力要求へと戻る。以上が選択部の詳細動作フローであり、選択部による糖尿病患者、健常者のいずれかの選択が終了した後に血糖測定が開始される。   FIG. 10 shows a detailed operation flow of the selection unit described above. As shown in FIG. 10, the selection unit indicates a mechanism for selecting either a diabetic patient or a healthy person. After warming up, an input request message indicating whether the subject is a diabetic is displayed on the liquid crystal display. The input request message requests the input by assigning the push button 11d to “Yes” and 11a to “No”. Thereafter, the software clears the interrupt mask register to 0, and enables input of an interrupt processing request by a button pressing operation. Subsequently, the microprocessor itself is shifted to a standby state in order to suppress current consumption. When any button is pressed by the subject, an interrupt processing request is issued to the microprocessor, and the microprocessor returns from the standby state. After returning from the standby state, the software sets the interrupt mask register to 1, and masks the interrupt processing request due to the button pressing operation. Subsequently, the software reads the interrupt factor register and determines which button has been pressed. When the button 11d is pressed, since the subject is a diabetic patient, the software loads the regression function for the diabetic patient and the average value / standard deviation of each parameter for the diabetic patient from the ROM. When the button 11a is pressed, since the subject is a healthy person, the software loads the regression function for the healthy person and the average value / standard deviation of each parameter for the healthy person from the ROM. The button 11b or 11c is for inputting another arbitrary measurement condition. When these buttons are pressed, the button 11b or 11c is invalid and returns to the input request to the subject. The detailed operation flow of the selection unit has been described above, and blood glucose measurement is started after the selection unit finishes selecting either a diabetic patient or a healthy person.

従来の測定方法である、採血によって得た血液を試薬と反応させ、この反応によって発生した電子量を測定して血糖値を測定する酵素電極法による測定結果と本発明の1実施例による測定結果について以下に述べる。糖尿病患者の測定値の例として、酵素電極法によるグルコース濃度が236mg/dlのとき、同時刻に本法による測定から得た正規化パラメータX=+0.15、X=-0.10、X=-0.22、X=-0.11、X=-0.09を上記の式(8)に代入するとC=220mg/dlとなる。 The measurement results obtained by the enzyme electrode method in which blood obtained by blood collection, which is a conventional measurement method, is reacted with a reagent and the amount of electrons generated by this reaction is measured to measure the blood glucose level, and the measurement result according to one embodiment of the present invention Is described below. As an example of the measured value of a diabetic patient, when the glucose concentration by the enzyme electrode method is 236 mg / dl, the normalization parameters X 1 = + 0.15, X 2 = −0.10, X 3 = -0.22, X 4 = -0.11, it comes to the X 5 = -0.09 are substituted into equation (8) above and C = 220mg / dl.

また、健常者の測定値の1例として、酵素電極法によるグルコース濃度が88mg/dlのとき、同時刻に本法による測定から得た正規化パラメータXN1=-0.05、XN2=+0.03、XN3=+0.06、XN4=-0.10、XN5=+0.12 を上記の式に代入するとC=94mg/dlとなる。上記の結果より、本発明の方法によって、高精度でグルコース濃度を求められることが確認された。 Moreover, as an example of the measured value of a healthy person, when the glucose concentration by the enzyme electrode method is 88 mg / dl, the normalization parameters X N1 = −0.05, X N2 = + 0.03 obtained from the measurement by this method at the same time, Substituting X N3 = + 0.06, X N4 = -0.10, and X N5 = + 0.12 into the above equation yields C = 94 mg / dl. From the above results, it was confirmed that the glucose concentration can be determined with high accuracy by the method of the present invention.

図11は、縦軸を糖尿病患者用回帰関数を選択して本装置で測定したグルコース濃度、横軸を酵素電極法で同時測定したグルコース濃度として、50人の糖尿病患者について測定結果をプロットした図である。相関係数は0.9473である。本図の各プロットに対して、直線y=Ax+B(yは縦軸、xは横軸)を最小二乗法によりフィッティングさせるとA=0.992、B=−6.07である。また、図12は、縦軸を健常者用回帰関数を選択して本装置で測定したグルコース濃度、横軸を酵素電極法で同時測定したグルコース濃度として、50人の健常者について測定結果をプロットした図である。相関係数は0.9388である。本図の各プロットに対して、直線y=Cx+D(yは縦軸、xは横軸)を最小二乗法によりフィッティングさせるとC=0.971、D=6.84である。   FIG. 11 is a graph in which measurement results are plotted for 50 diabetic patients, with the vertical axis representing the glucose function measured with this apparatus by selecting the regression function for diabetic patients and the horizontal axis representing the glucose concentration simultaneously measured by the enzyme electrode method. It is. The correlation coefficient is 0.9473. When a straight line y = Ax + B (where y is a vertical axis and x is a horizontal axis) is fitted to each plot of this figure by the method of least squares, A = 0.992 and B = −6.07. In addition, FIG. 12 plots the measurement results for 50 healthy subjects, with the vertical axis indicating the glucose concentration measured with this apparatus by selecting the regression function for healthy subjects and the horizontal axis indicating the glucose concentration simultaneously measured by the enzyme electrode method. FIG. The correlation coefficient is 0.9388. For each plot in the figure, a straight line y = Cx + D (y is the vertical axis and x is the horizontal axis) is fitted by the least square method, and C = 0.971 and D = 6.84.

一方、図13は、縦軸を糖尿病患者用回帰関数、健常者用回帰関数の代わりに糖尿病患者及び健常者からなる被験者群の測定データ群から得た共通回帰関数を格納する本装置で測定したグルコース濃度、横軸を酵素電極法で同時測定したグルコース濃度として、50人の糖尿病患者及び50人の健常者の合計100人について測定結果をプロットした図である。相関係数は0.9320である。本図の各プロットに対して、直線y=Ex+F(yは縦軸、xは横軸)を最小二乗法によりフィッティングさせるとE=0.962、F=8.15である。   On the other hand, in FIG. 13, the vertical axis is measured with the present apparatus storing the common regression function obtained from the measurement data group of the subject group consisting of the diabetic patient and the healthy person instead of the regression function for the diabetic patient and the regression function for the healthy person. It is the figure which plotted the measurement result about a total of 100 people of 50 diabetic patients and 50 healthy persons as glucose concentration which measured the glucose concentration and the horizontal axis | shaft simultaneously with the enzyme electrode method. The correlation coefficient is 0.9320. For each plot in this figure, when fitting a straight line y = Ex + F (y is a vertical axis and x is a horizontal axis) by the least square method, E = 0.962 and F = 8.15.

本装置による測定値と酵素電極法による測定値とは、近ければ近いほど本装置による測定精度が侵襲法に近いことを意味する。すなわちこれらの値のプロット図は、その相関係数が1に近いほど本装置による測定精度が高いことを意味する。よって、図11−13の結果より、糖尿病患者用回帰関数、健常者用回帰関数を適宜選択して測定を行うことにより、糖尿病患者及び健常者からなる被験者群の測定データ群から得た共通回帰関数を用いた測定と比べてより精度の高い測定が可能となることがわかる。   The closer the measured value by this device and the measured value by the enzyme electrode method, the closer the measurement accuracy by this device is to the invasive method. That is, the plots of these values indicate that the closer the correlation coefficient is to 1, the higher the measurement accuracy by this apparatus. Therefore, based on the results of FIGS. 11-13, the common regression obtained from the measurement data group of the subject group consisting of the diabetic patient and the healthy person by appropriately selecting the regression function for the diabetic patient and the regression function for the healthy person and performing the measurement. It can be seen that more accurate measurement is possible compared to measurement using a function.

体表面からブロックへの熱移動を説明するモデル図。The model figure explaining the heat transfer from a body surface to a block. 温度T及び温度Tの測定値の時間変化を示す図。Shows the chronological variation of the measured values of the temperature T 1 and temperature T 2. 温度Tの時間変化の測定例。Measurement example of time variation of the temperature T 3. 各種センサによる測定値と、それから導出されるパラメータとの関係を図示した説明図。Explanatory drawing which illustrated the relationship between the measured value by various sensors, and the parameter derived | led-out from it. 本発明による無侵襲血糖値測定装置の上面図。The top view of the non-invasive blood glucose level measuring apparatus by this invention. 装置の機能ブロック図。Functional block diagram of the apparatus. 測定部の詳細例を示す図。The figure which shows the detailed example of a measurement part. 装置内におけるデータ処理の流れを示す概念図。The conceptual diagram which shows the flow of the data processing in an apparatus. 装置の操作手順を示す図。The figure which shows the operation procedure of an apparatus. 選択部の詳細動作フローを示す図。The figure which shows the detailed operation | movement flow of a selection part. 糖尿病患者用回帰関数を選択して算出した値と酵素電極法による測定値のプロット図。The plot figure of the value calculated by selecting the regression function for diabetic patients and the measured value by the enzyme electrode method. 健常者用回帰関数を選択して算出した値と酵素電極法による測定値のプロット図。The plot figure of the value calculated by selecting the regression function for healthy persons, and the measured value by the enzyme electrode method. 健常者と糖尿病患者に共通の回帰関数を選択して算出した値と酵素電極法による測定値のプロット図。The plot figure of the value calculated by selecting the regression function common to a healthy person and a diabetic patient, and the measured value by the enzyme electrode method.

符号の説明Explanation of symbols

11…操作部、12…測定部、13…表示部、15…指置き部、16…輻射温度センサ部の開口端、17…接触温度センサ部、18…光学センサ部、21…プレート、22…熱伝導部材、23…サーミスタ、24…サーミスタ、25…赤外線レンズ、26…赤外線透過窓、27…サーモパイル、28…サーミスタ、31,32…光ファイバー、33,34…光源、35…フォトダイオード   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Operation part, 12 ... Measurement part, 13 ... Display part, 15 ... Finger placing part, 16 ... Open end of radiation temperature sensor part, 17 ... Contact temperature sensor part, 18 ... Optical sensor part, 21 ... Plate, 22 ... Thermal conduction member, 23 ... thermistor, 24 ... thermistor, 25 ... infrared lens, 26 ... infrared transmission window, 27 ... thermopile, 28 ... thermistor, 31, 32 ... optical fiber, 33, 34 ... light source, 35 ... photodiode

Claims (11)

体表面及び測定環境に関して複数の測定値を取得する測定部と
健常者か糖尿病患者かを選択するための選択手段と、
前記測定部で取得した複数の測定値と前記選択手段による選択結果を用いて血糖値を演算する演算部とを含むことを特徴とする血糖値測定装置。
A measurement unit for acquiring a plurality of measurement values with respect to the body surface and the measurement environment, and a selection means for selecting a healthy person or a diabetic patient,
A blood glucose level measuring apparatus comprising: a plurality of measurement values acquired by the measurement unit and a calculation unit that calculates a blood glucose level using a selection result by the selection means.
請求項1記載の血糖値測定装置において、前記選択手段は、健常者か糖尿病患者かの選択を指示する表示部を有することを特徴とする血糖値測定装置。   2. The blood sugar level measuring apparatus according to claim 1, wherein the selection means includes a display unit for instructing selection of a healthy person or a diabetic patient. 請求項1記載の血糖値測定装置において、前記選択手段は、前記健常者及び前記糖尿病患者の各々に対応して設けられる入力用操作部を有することを特徴とする血糖値測定装置。   2. The blood sugar level measuring apparatus according to claim 1, wherein the selecting means includes an input operation unit provided corresponding to each of the healthy person and the diabetic patient. 請求項1記載の血糖値測定装置において、複数の回帰関数を記憶した記憶部をさらに有し、前記演算部は前記選択結果に対応する前記回帰関数を前記記憶部から読み出して血糖値を演算することを特徴とする血糖値測定装置。   2. The blood glucose level measuring apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit storing a plurality of regression functions, wherein the calculation unit reads the regression function corresponding to the selection result from the storage unit and calculates a blood glucose level. A blood glucose level measuring apparatus characterized by that. 請求項1記載の血糖値測定装置において、複数の回帰関数及びそれぞれの回帰関数に対応する複数のパラメータの平均値と標準偏差を記憶した記憶部をさらに有し、前記演算部は前記選択結果に対応する前記回帰関数、前記パラメータの平均値、及び前記標準偏差を前記記憶部から読み出して血糖値を演算することを特徴とする血糖値測定装置。   The blood glucose level measurement apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit that stores a plurality of regression functions and an average value and a standard deviation of a plurality of parameters corresponding to each regression function, wherein the calculation unit includes the selection result. A blood glucose level measuring apparatus that reads the corresponding regression function, the average value of the parameters, and the standard deviation from the storage unit and calculates a blood glucose level. 健常者か糖尿病患者かの種別を入力する入力手段と、
体表面に由来する複数の温度を測定し、前記体表面からの熱放散に関する対流伝熱量と輻射伝熱量との算出に用いる情報を得る熱量測定部と、
血中酸素量に関する情報を得る酸素量測定部と、
前記複数の温度及び前記血中酸素量に各々対応するパラメータと血糖値とを関連付ける関数について、健常者用の関数と糖尿病患者用の関数とを別個に記憶した記憶部と、
前記熱量測定部及び前記酸素量測定部から入力される複数の測定値を前記パラメータへ各々変換し、前記入力手段によって入力された種別に応じて、前記パラメータを前記記憶部に記憶した前記健常者用の関数あるいは前記糖尿病患者用の関数に適用して血糖値を演算する演算部と、
前記演算部によって算出された血糖値を表示する表示部とを備えることを特徴とする血糖値測定装置。
Input means for inputting the type of healthy person or diabetic patient,
A calorific value measuring unit that measures a plurality of temperatures derived from the body surface and obtains information used for calculating the convective heat transfer amount and the radiant heat transfer amount related to heat dissipation from the body surface;
An oxygen measurement unit that obtains information on the amount of oxygen in the blood;
A function for associating a blood glucose level with a parameter corresponding to each of the plurality of temperatures and the amount of oxygen in the blood, and a storage unit that separately stores a function for a healthy person and a function for a diabetic patient;
The healthy person who has converted a plurality of measured values input from the calorie measuring unit and the oxygen amount measuring unit into the parameters, and stored the parameters in the storage unit according to the type input by the input means A calculation unit for calculating a blood glucose level by applying to a function for the above or a function for the diabetic patient;
A blood glucose level measuring apparatus comprising: a display unit that displays the blood glucose level calculated by the arithmetic unit.
請求項6記載の血糖値測定装置において、前記記憶部は健常者用の回帰関数と糖尿病患者用の回帰関数を記憶しており、前記演算部は前記入力された種別に対応する回帰関数を用いて血糖値を演算することを特徴とする血糖値測定装置。   7. The blood glucose level measuring apparatus according to claim 6, wherein the storage unit stores a regression function for healthy persons and a regression function for diabetic patients, and the calculation unit uses a regression function corresponding to the input type. A blood glucose level measuring device characterized by calculating a blood glucose level. 請求項6記載の血糖値測定装置において、前記記憶部は、健常者用の回帰関数と糖尿病患者用の回帰関数及びそれぞれの回帰関数に含まれる複数のパラメータの平均値と標準偏差を記憶しており、前記演算部は、前記入力された種別に対応する回帰関数及び当該回帰関数に付随する前記パラメータの平均値と標準偏差を用いて血糖値を演算することを特徴とする血糖値測定装置。   The blood glucose level measuring apparatus according to claim 6, wherein the storage unit stores a regression function for healthy persons, a regression function for diabetic patients, and an average value and a standard deviation of a plurality of parameters included in each regression function. And the said calculating part calculates a blood glucose level using the average value and standard deviation of the said parameter which accompany the regression function corresponding to the said input type, and the said regression function, The blood glucose level measuring apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項6記載の血糖値測定装置において、前記酸素量測定部は、血流量に関する情報を得る血流量測定部と、血中のヘモグロビン濃度、ヘモグロビン酸素飽和度を得る光学測定部とを有することを特徴とする血糖値測定装置。   7. The blood sugar level measuring apparatus according to claim 6, wherein the oxygen amount measuring unit includes a blood flow measuring unit that obtains information relating to a blood flow, and an optical measuring unit that obtains hemoglobin concentration and hemoglobin oxygen saturation in blood. A blood glucose level measuring device. 体表面及び測定環境に関して複数の測定値を取得するステップと、
健常者か糖尿病患者かの種別を取得するステップと、
取得した複数の測定値と健常者用の回帰関数あるいは糖尿病患者用の回帰関数を用いて血糖値を演算するステップとを含むことを特徴とする血糖値測定方法。
Obtaining a plurality of measurements on the body surface and measurement environment;
Obtaining the type of healthy or diabetic,
A blood glucose level measuring method, comprising: calculating a blood glucose level using a plurality of acquired measurement values and a regression function for a healthy person or a regression function for a diabetic patient.
請求項10記載の血糖値測定方法において、前記血糖値を演算するステップは、
取得した複数の測定値から複数のパラメータを求めるステップと、
求めた複数のパラメータを健常者か糖尿病患者かに対応した平均値・標準偏差で正規化するステップと、
正規化された複数のパラメータを健常者か糖尿病患者かに対応した回帰関数にあてはめて演算するステップとを含むことを特徴とする血糖値測定方法。
The blood sugar level measuring method according to claim 10, wherein the step of calculating the blood sugar level comprises:
Obtaining a plurality of parameters from a plurality of acquired measurement values;
Normalizing a plurality of obtained parameters with an average value and a standard deviation corresponding to whether healthy or diabetic;
And applying a plurality of normalized parameters to a regression function corresponding to whether the subject is a healthy person or a diabetic patient, and calculating the blood glucose level.
JP2003349792A 2003-10-08 2003-10-08 Blood glucose level measuring device Expired - Fee Related JP3623498B6 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003349792A JP3623498B6 (en) 2003-10-08 Blood glucose level measuring device
EP04003188A EP1522254A1 (en) 2003-10-08 2004-02-12 Blood sugar level measuring method and apparatus
US10/781,675 US7156810B2 (en) 2003-10-08 2004-02-20 Blood sugar level measuring method and apparatus
CNA2004100068640A CN1605320A (en) 2003-10-08 2004-02-20 Blood sugar level measuring method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003349792A JP3623498B6 (en) 2003-10-08 Blood glucose level measuring device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP3623498B1 JP3623498B1 (en) 2005-02-23
JP2005110995A true JP2005110995A (en) 2005-04-28
JP3623498B6 JP3623498B6 (en) 2005-05-25

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007007459A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Omron Healthcare Co., Ltd. Biochemical measuring instrument for measuring information about component of living body accurately
KR100694598B1 (en) 2005-10-28 2007-03-13 삼성전자주식회사 Noninvasive in vivo measurement system for compensating effect of hemoglobin in blood glucose measuring

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007007459A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Omron Healthcare Co., Ltd. Biochemical measuring instrument for measuring information about component of living body accurately
KR100694598B1 (en) 2005-10-28 2007-03-13 삼성전자주식회사 Noninvasive in vivo measurement system for compensating effect of hemoglobin in blood glucose measuring

Also Published As

Publication number Publication date
US7156810B2 (en) 2007-01-02
CN1605320A (en) 2005-04-13
JP3623498B1 (en) 2005-02-23
EP1522254A1 (en) 2005-04-13
US20050080324A1 (en) 2005-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3590054B1 (en) Blood glucose measurement device
JP3566276B1 (en) Blood glucose meter
US7156810B2 (en) Blood sugar level measuring method and apparatus
JP3612324B1 (en) Blood glucose level display method and apparatus
JP3590053B1 (en) Blood glucose measurement device
JP3557424B1 (en) Blood glucose meter
US7215983B2 (en) Blood sugar level measuring apparatus
JP3566277B1 (en) Blood glucose meter
JP3557425B1 (en) Blood glucose meter
US20060084854A1 (en) Blood sugar level measuring apparatus
JP2006198321A (en) Blood sugar level measuring apparatus
JP2005095317A (en) Optical measurement apparatus and blood sugar level measurement apparatus using it
JP2007105323A (en) Metabolic quantity measuring device
JP5216709B2 (en) Blood glucose level measuring device
JP2005027821A (en) Blood glucose level measuring instrument
JP3884036B2 (en) Blood glucose level measuring device
JP2006094992A (en) Apparatus and method for measuring blood sugar
JP3868963B2 (en) Blood glucose level measuring device
JP3590049B1 (en) Blood glucose measurement device
JP3623498B6 (en) Blood glucose level measuring device
JP3874743B2 (en) Temperature measuring device
JP2006115947A (en) Blood-sugar level measuring apparatus
JP3623500B6 (en) Blood glucose measurement system and blood glucose measurement device
JP3623500B1 (en) Blood glucose measurement system and blood glucose measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041124

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071203

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081203

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091203

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101203

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees